Guide: Hvad i alverden er et spær?

Hvordan fungerer spær?

Når man taler spær og differentialer, er det først og fremmest vigtigt, at man forstår den fysik, der er involveret i at få en bil til at køre rundt i et sving:

De trækkende hjul sidder parallelt med hinanden med en given afstand, hvilket medfører, at de skal tilbagelægge to forskellige distancer, når de kører rundt i det samme sving.

Når de to trækkende hjul er forbundet af en aksel, så vil det udvendige hjul altså skulle tilbagelægge en længere distance end det indvendige, når bilen kører gennem et sving.

Hvis de blot er forbundet af en stiv aksel, vil det indvendige hjul være nødt til at skurre hen over asfalten, for at bilen overhovedet er i stand til at dreje.

En gokart er eksempelvis skruet sammen på denne måde, hvilket bevirker, at man er nødt til at få rammen til at flexe i svingene på en måde, så den løfter det indvendige baghjul, da en gokart som bekendt trækker på baghjulene. Ellers er den næsten umulig at få til at køre effektivt gennem et sving. Når den løfter hjulet fra asfalten, kan det udvendige baghjul køre med den ønskede og mest effektive hastighed.

Styr uden om hjulspin med spær

En bil er tungere og en mere kompliceret konstruktion med med ting som affjedring og støddæmpere, som besværliggør et eventuelt hjulløft.

Derfor er almindelige biler udstyret med et differentiale. På forhjulstrukne biler sidder det som en del af gearkassen, mens det sidder på bagakslen hos baghjulstrækkere.

Det smarte ved differentialer er, at de tillader det trækkende hjulpar at rotere med forskellige hastigheder gennem et sving - derved slipper vi for at skulle til at flexe hele konstruktionen i vores familiestationcar for at kunne dreje.

Læs også: Få det fulde overblik over dine rettigheder, når du køber brugtbil her.

Det er lettere at få bilen til at dreje, når der er et differentiale. Når begge baghjul trækker lige meget, opleves det som om, de prøver at skubbe bilen ligeud. Det kommer til udtryk som massiv understyring.

Nogle gange er det dog værd at efterstræbe den låste løsning, hvor hjulene ikke drejer uafhængigt af hinanden. Der følger nemlig en række problemer med, når hjulene kan gøre mere eller mindre hvad de vil.

Særlig potentielt hjulspin er en uvelkommen følgesvend til differentialet, som ofte opstår, når man vil overføre en god portion kraft gennem motor og gearkasse på én gang.

Derfor tilføjer man gerne en eller anden form for spær til differentialet, så man på den måde får det bedste af to verdener. Herunder vil vi gå i dybden med de mange forskellige former for spær, hvordan de fungerer og hvor de bruges.

Herunder viser Toyota i en video, hvordan differentialer fungerer.

Sammensvejset spær

Bilnørder med forkærlighed for drifting og/eller dragracing sværger til den mest simple løsning på hjulspinsproblemet.

Det går ud på at svejse tandhjulene i differentialet sammen, og på den måde sætte det fuldstændigt ud af spil. Det fungerer overvejende bedst på baghjulstrukne biler, da man som bekendt også bruger forhjulene til at styre bilen med. De fleste kan nok nøjes med at forestille sig, hvor tung en fornøjelse det ender med at blive, såfremt det ene hjul faktisk ikke vil rotere.

Læs også: Hvad må du bruge prøveplader til?

Ved denne løsning ender man altså med 100 pct. spær 100 pct. af tiden, hvilket mange bliver trætte af, medmindre man altså overvejende ønsker at ligge sidelæns eller køre ligeud som i dragrace. Det er dog ikke særligt brugbart i en almindelig familiebil.

Låsbart spærredifferentiale

Den lidt mere fleksible løsning på hjulspin vs. manglende-evne-til-at-dreje problematikken hedder spærredifferentiale. I sådan en fætter får man muligheden for at ophæve differentialets virkning midlertidigt gennem en mekanisk låsning af et af hjulene og differentialehuset ved hjælp af en række friktionsskiver.

Den mest enkle type betjenes manuelt af føreren af bilen og aktiveres gerne, når man skal forcere meget vanskeligt og udfordrende terræn.

Mere almindeligt er den automatiske version, hvor et system af lameller og trykplader sætter ind, når et af hjulene begynder at spinne, hvor graden af låsning varierer.

Udfordringen med denne form for spær er, at den automatiske låsemekanisme ikke er så fleksibel, som man kunne ønske, når det kommer til at fordele kræfterne mellem hjulene. Derfor kan man opleve høje bankelyde fra differentialet, ligesom man kan risikere at slide dækkene hurtigere.

Læs også: En M'er der bestemt kan tæske gummi i asfalten. Her er den nye BMW M4.

Limited slip-differentiale

I familie med det almindelige, automatiske spærredifferentiale er det såkaldte “limited slip differential”. Det smarte ved denne anordning er, at det fordeler bilens generede moment på en måde, hvor det hjul med mest greb får en større portion end det hjul med mindre greb.

På den måde forhindres det hjul med mindst greb i at spinne.

Det begrænser også den maksimale momentforskel mellem de to trækaksler. Dette bevirker, at hjulene ikke kan låses fuldstændigt, hvilket kan vise sig at være en ulempe i ekstreme situationer, hvor man oplever et komplet tab af vejgreb.

I situationer, hvor der kun er begrænset greb som på isglatte veje eller på grus, fungerer limited slip-spær særdeles godt, ligesom det begrænser unødvendigt meget slid på dækkene, da det er mere effektivt og fleksibelt end det almindelige og mere simple spærredifferentiale.

Til gengæld er det en kompliceret konstruktion, som kræver vedligehold og hyppigt olieskift for at blive ved med at fungere.

Det findes flere forskellige former for limited slip spær blandt andet et med en fast værdi, et moment-sensitivt, et fart-sensitivt og et som er styret elektronisk.

Hvis du er i det nørdede hjørne og har lyst til at gå i dybden med limited slip, så er herunder en video, der viser, hvordan kraft overføres fra motor til hjul ved hjælp af en væske, der bliver sat i bevægelse.

Det er en forsimplet illustration af, hvordan olien i et limited slip differentiale virker. Spol frem til tidskode 2.30, hvis du ikke lige har 12 minutter til den helt store gennemgang.

Antispin

Selvom det ikke er et decideret differentiale-element, så fortjener antispin, eller anitspin-regulering, også en plads på listen. Det er en teknologi oprindeligt udviklet i Formel 1, som siden er blevet standard i stort set alle moderne biler.

Det handler igen om at begrænse hjulspin. Det fungerer ved, at sensorer ved hvert hjul måler ændringer i hjulets omdrejningshastighed sammenlignet med de andre hjul.

Denne information sendes videre til ECU’en, som er bilens elektroniske styreboks. Den vurderer, hvorvidt hjulet er ved at skride. Hvis det er tilfældet påbegynder den en let bremsning af det pågældende hjul.

På den måde reguleres mængden af kræfter hvert hjul skal håndtere, og man undgår derved eventuel hjulspin og dermed også tabt motorkraft samt øget ustabilitet.

Selv om antispin er til for at undgå at tabe motorkraft, findes der løsninger, hvor der skrues ned for motorkraften for at få hjulet til at holde op med at spinne, ligesom man jo naturligvis også taber en mængde kraft, når et eller flere hjul bremses. Fordelen er, at ved hjælp af antispin er krafttabet mere kontrollerbart.

XDS / elektronisk mekanisk spær

Denne form for elektronisk spær er en videreudvikling af antispin-teknologien, og er oprindeligt udviklet af VW til Golf GTI. Faktisk er det i virkeligheden en mellemting mellem antispin og limited slip spær, hvor sensorer på hjulene mærker, om der pludselig opstår mindre last på indvendige hjul, hvorefter kræfterne overføres til det yderste hjul, der står bedre fast i underlaget.

Det er særligt velegnet til forhjulstrukne biler, hvor det er med til at forhindre understyring i hurtige sving.

Herunder vises og forklares det elektronisk kontrollerede mekaniske spær det sidder i en Golf 7 GTI.

Torque vectoring

Momentjustering kender vi fra limited slip differentialet, men det smarte ved torque vectoring kommer særligt til udtryk på firehjulstrukne biler. Normalt er en standard fordeling af moment på omkring 90 pct. moment på forhjulene og 10 pct. på baghjulene.

Når der er behov for det, eksempelvis i forbindelse med mere dynamisk kørsel, så kan torque vectoring forskyde fordelingen til 50/50, eller hvad end computeren i situationen vurderer som optimalt for at bibeholde mest muligt vejgreb.

Den store fordel er, at momentet hele tiden fordeles til det hjul, der har bedst fat og dermed kan motorkraften udnyttes mest effektivt. På forhjulstrukne biler fordeler torque vectoring mængden af moment mellem de to trækkende hjul på en måde, hvor den både bremser det hjul, der er ved at miste greb, og øger momentet på det hjul, som står fast.

Læs også: Her er bødetaksterne for 2022.